Arquitectura básica de un navegador DVB-HTML para múltiples terminales

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(1)ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES. Monografía. José Wilmer Castillo Obando Flavio Andrés Martínez Erazo. Director Ing. RODRIGO ALBERTO CERÓN MARTÍNEZ Asesores Ing. VICTOR MANUEL MONDRAGÓN MACA Ing. FRANCO ARTURO URBANO ORDOÑEZ. UNIVERSIDAD DEL CAUCA Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Departamento de Telemática Línea de investigación: Sistemas telemáticos a la tele-educación Popayán, Junio de 2009.

(2) AGRADECIMIENTOS. Agradecemos al Ing. Victor Manuel Mondragón Maca sus ideas de iniciar un proyecto relacionado con la televisión digital interactiva en la Universidad del Cauca y relacionarnos en él, a nuestro director Ing. Rodrigo Alberto Cerón Martínez, quien asesoró este trabajo. A los Ingenieros Franco Arturo Urbano y Juan Pablo Amaya, por guiarnos en las actividades del trabajo de grado. A Erney Tulande por su valioso empeño, colaboración y constacia en el laboratorio. La ayuda, el apoyo y conocimiento de los integrantes del proyecto EDiTV. A nuestras familias por su incondicional apoyo a lo largo de nuestra carrera y más en el transcurso del trabajo de grado.. Jose Wilmer Castillo Obando Flavio Andrés Martínez Erazo. i.

(3) TABLA DE CONTENIDO Pág.. LISTA DE ANEXOS ........................................................................................................ vi LISTA DE FIGURAS ....................................................................................................... vi LISTA DE TABLAS ....................................................................................................... vii ACRÓNIMOS ................................................................................................................ viii INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 1 CAPITULO 1. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA.... 3 1.1 TELEVISIÓN DIGITAL .......................................................................................... 3 1.2 VENTAJAS DE LA TELEVISIÓN DIGITAL ......................................................... 3 1.3 ARQUITECTURA DE TELEVISION INTERACTIVA .......................................... 4 1.3.1 Contenidos ........................................................................................................ 4 1.3.2 Herramientas de producción y autoría de aplicaciones ....................................... 4 1.3.3 Proveedor de Contenido Audiovisual ................................................................. 5 1.3.4 Gestión de contenidos y datos ............................................................................ 5 1.3.5 Equipos de Red.................................................................................................. 5 1.3.6 Terminal de Usuario .......................................................................................... 5 1.3.7 Canal de retorno ................................................................................................ 6 1.3.8 Controlador del canal de retorno ........................................................................ 6 1.4 TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA ............................................................... 7 1.4.1 Interactividad ..................................................................................................... 7 1.4.2 Niveles de Interactividad ................................................................................... 7 1.5 ESTÁNDARES DE TELEVISIÓN DIGITAL .......................................................... 8 1.5.1 DVB .................................................................................................................. 8 1.5.2 ATSC ................................................................................................................ 8 1.5.3 ISDB ................................................................................................................. 9 1.6 SISTEMAS MEDIADORES .................................................................................... 9 1.6.1 MediaHighway .................................................................................................. 9 1.6.2 OpenTV............................................................................................................. 9 1.6.3 DASE .............................................................................................................. 10 1.6.4 ARIB ............................................................................................................... 10 1.6.5 MHP................................................................................................................ 10 1.7 CARACTERÍSTICAS DE LA RADIODIFUSIÓN DE VÍDEO DIGITAL ............. 13 1.8 DVB-J .................................................................................................................... 15 1.9 DVB-HTML .......................................................................................................... 15 1.10 GEM .................................................................................................................... 16 1.11 MODELO DE REFERENCIA GRÁFICA MHP .................................................. 16 1.12 SEGURIDAD EN MHP ....................................................................................... 18 CAPITULO 2. ESTÁNDAR DVB-HTML ....................................................................... 19 2.1 APLICACIONES EN MHP ................................................................................ 19 2.2 APLICACIONES DVB-HTML .......................................................................... 20 2.2.1 El Modelo de Estados ...................................................................................... 20 2.2.2 Límites de las aplicaciones .............................................................................. 21 2.2.3 En núcleo del estándar de DVB-HTML ........................................................... 22 2.2.4 Soporte a CSS.................................................................................................. 24 2.2.5 Soporte de scripting ......................................................................................... 24 ii.

(4) 2.2.6 HTML dinámico .......................................................................................... 25 2.3 DESARROLLO DE APLICACIONES DVB-HTML ............................................. 26 2.3.1 Navegación en una aplicación DVB-HTML .................................................... 26 2.3.2 URLs especiales .............................................................................................. 27 2.3.3 Desplegando una aplicación HTML ................................................................. 27 2.3.4 Elementos trasparentes .................................................................................... 28 2.3.5 Incluyendo video dentro de la aplicación ......................................................... 29 2.4 SEÑALIZACIÓN DE LAS APLICACIONES DVB-HTML .................................. 29 2.5 EVENTOS Y APLICACIONES HTML ................................................................. 30 2.5.1 Eventos del ciclo de vida ................................................................................. 30 2.5.2 Eventos del flujo y eventos DOM .................................................................... 30 2.5.3 Eventos del sistema ......................................................................................... 31 2.6 COEXISTENCIA DE APLICACIONES HTML Y JAVA...................................... 31 2.6.1 Accediendo a las APIs java desde ECMAScript ............................................... 31 2.6.2 Extendiendo DOM........................................................................................... 32 2.7 FUTURO DE DVB-HTML .................................................................................... 32 2.8 REQUERIMIENTOS BÁSICOS PARA EL CLIENTE .......................................... 33 2.9 DVB-HTML PARA MÚLTIPLES PLATAFORMAS ............................................ 33 2.9.1 Experiencia en la web ...................................................................................... 33 2.9.1.1 Sobre el comportamiento .......................................................................... 34 2.9.1.2 Navegación y links.................................................................................... 34 2.9.1.3 Campo de la página y su contenido ........................................................... 35 2.9.1.4 Definición de la página ............................................................................. 36 2.9.1.5 Entradas del usuario .................................................................................. 38 CAPITULO 3. DESCRIPCIÓN DE EQUIPOS PARA SOPORTE DE APLICACIONES INTERACTIVAS DVB-HTML ....................................................................................... 39 3.1 STB ........................................................................................................................ 39 3.1.1 Procesador ....................................................................................................... 41 3.1.2 Memoria .......................................................................................................... 42 3.1.2.1 RAM ........................................................................................................ 42 3.1.2.2 ROM ........................................................................................................ 42 3.1.2.3 EEPROM.................................................................................................. 42 3.1.2.4 FLASH ..................................................................................................... 43 3.1.3 Canal de Retorno ............................................................................................. 45 3.1.4 Broadcast......................................................................................................... 47 3.1.5 Sistema Operativo ........................................................................................... 47 3.1.6 Mando ............................................................................................................. 48 3.1.7 Disco Duro ...................................................................................................... 49 3.1.8 Pantalla............................................................................................................ 50 3.2 MÓVIL .................................................................................................................. 50 3.2.1 Procesador ....................................................................................................... 50 3.2.2 Memoria .......................................................................................................... 51 3.2.3 Canal de Retorno ............................................................................................. 51 3.2.4 Almacenamiento .............................................................................................. 51 3.2.5 Broadcast......................................................................................................... 52 3.2.6 Sistema Operativo ........................................................................................... 52 3.2.7 Pantalla............................................................................................................ 53 iii.

(5) 3.2.8 Mando o Teclado ............................................................................................. 53 3.3 COMPUTADOR .................................................................................................... 53 3.3.1 Procesador ....................................................................................................... 54 3.3.2 RAM ............................................................................................................... 54 3.3.3 Canal De Retorno ............................................................................................ 54 3.3.4 Disco Duro ...................................................................................................... 54 3.3.5 Broadcast......................................................................................................... 54 3.3.6 Sistema Operativo ........................................................................................... 54 3.3.7 Pantalla............................................................................................................ 54 3.3.8 Mando o Teclado ............................................................................................. 54 3.4 CONSIDERACIONES DE DISEÑO PARA CONTENIDOS ITV.......................... 55 3.5 CONCLUSIONES ................................................................................................. 55 CAPITULO 4. ARQUITECTURA SOFTWARE DE NAVEGADOR BASADO EN DVBHTML ............................................................................................................................. 57 4.1 DIAGRAMA GENERAL DEL PROYECTO EDiTV ............................................. 57 4.1.1 Servidor de Contenidos y Aplicaciones ............................................................ 58 4.1.1.1 Servidor de Aplicaciones .......................................................................... 58 4.1.1.2 Servidor de Contenidos ............................................................................. 58 4.1.2 Servidor de Playout (Servidor de Televisión) ................................................... 58 4.1.2.1 Servidor de Playout ................................................................................... 58 4.1.2.2 Tarjeta Moduladora................................................................................... 58 4.1.3 PC de Producción y Desarrollo ........................................................................ 59 4.1.3.1 Herramienta para la creación de contenidos educativos ............................. 59 4.1.3.2 Herramienta para la creación de aplicaciones interactivas ......................... 59 4.1.3.3 Emulador STB .......................................................................................... 59 4.1.4 STB ................................................................................................................. 59 4.1.5 TV ................................................................................................................... 59 4.1.6 PC ................................................................................................................... 59 4.1.6.1 Tarjeta de TV Digital ................................................................................ 60 4.1.6.1 Aplicación de TV ...................................................................................... 60 4.1.7 Red de datos .................................................................................................... 60 4.2 MODELO DEL NEGOCIO.................................................................................... 60 4.3 ELEMENTOS PARA LA DEFINICIÓN DE LA ARQUITECTURA..................... 61 4.3.1 Requisitos de un Navegador ............................................................................ 61 4.3.1.1 Requisitos funcionales .............................................................................. 62 4.3.1.2 Requisitos no funcionales.......................................................................... 62 4.3.2 Diagrama de Casos de Uso .............................................................................. 62 4.3.3 Casos de Uso Extendidos ................................................................................. 63 4.3.4 Diagrama de Secuencia .................................................................................... 65 4.3.5 Análisis de los dispositivos para la arquitectura ............................................... 66 4.3.5.1 Subsistemas y funcionalidades críticas ...................................................... 67 4.4 ARQUITECURA BASE PLANTEADA ................................................................ 68 4.4.1 RED ................................................................................................................ 70 4.4.1.1 Relaciones ................................................................................................ 71 4.4.2 Interpretación .................................................................................................. 72 4.4.2.1 Relaciones ................................................................................................ 73 4.4.3 Visualización ................................................................................................... 73 iv.

(6) 4.4.3.1 Relaciones ................................................................................................ 74 CAPITULO 5. VALIDACIÓN DE LA ARQUITECTURA A TRAVÉS DE LA CREACIÓN DE UN NAVEGADOR BASADO EN DVB-HTML................................... 75 5.1 DIAGRAMA DE PAQUETES ............................................................................... 75 5.1.1 Paquete render ................................................................................................. 76 5.1.2 Paquete dom .................................................................................................... 76 5.1.3 Paquete css ...................................................................................................... 77 5.1.4 Paquete render ................................................................................................. 77 5.1.5 Paquete event................................................................................................... 78 5.1.6 Paquete FESI ................................................................................................... 79 5.1.7 Paquete Net ..................................................................................................... 79 5.1.8 Paquete Grap ................................................................................................... 80 5.2 PAQUETES EN LA ARQUITECTURA ................................................................ 81 5.3 RELACIÓN DE LA ARQUITECTURA CON EL DIAGRAMA DE SECUENCIA. .................................................................................................................................... 82 5.4 CONSECUCIÓN DE REQUISITOS ...................................................................... 84 5.5 EVALUACIÓN DE EDiTVBW ............................................................................. 85 5.5.1 Diagrama de Despliegue para las pruebas del navegador.................................. 85 5.5.2 Curso AgroEDiTV ........................................................................................... 85 5.5.3 Visualización del contenido DVB-HTML del Curso AgroEDiTV .................... 86 5.5.4 Tiempos de descarga y despliegue de Contenidos en EDiTVBW ..................... 87 CONCLUSIONES Y TRABAJOS FUTUROS ................................................................ 89 6.1 CONCLUSIONES ................................................................................................. 89 6.2 TRABAJOS FUTUROS ......................................................................................... 90 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 91. v.

(7) LISTA DE ANEXOS. Anexo A: Tipos de Aplicaciones en iTV Anexo B: Características de La Radiodifusión de Televisión Anexo C: Seguridad en MHP Anexo D: Ejemplos de STBs con Soporte del Estándar DVB Anexo E: Ejemplos de Móviles con Soporte del Estándar DVB Anexo F: Televisión Digital Móvil Anexo G: Características del Navegador Anexo H: Pruebas del Navegador Anexo I: Desarrollo de la aplicación EDiTVBW Anexo J: Artículo. LISTA DE FIGURAS Pág.. Figura 1. Arquitectura de la TV Digital Interactiva............................................................. 4 Figura 2. Arquitectura de la Plataforma MHP [21] ........................................................... 11 Figura 3. Relación entre Perfiles de DVB-MHP [23] ........................................................ 12 Figura 4. Generación del un TS en el sistema MPEG-2 .................................................... 14 Figura 5. Descripción de un servicio incluyendo video, audio datos y aplicaciones en el sistema DVB .................................................................................................................... 14 Figura 6. Ilustración de diferentes tipos de planos de visualización .................................. 17 Figura 7. Diagrama del estado de ciclo de vida de las aplicaciones DVB-HTML. ............. 21 Figura 8. Aplicaciones DVB-HTML usan viewports para definir donde van a ser desplegadas. ..................................................................................................................... 28 Figura 9. Aplicaciones contenidas, una aplicación DVB-J embebida en una HTML o viceversa. ......................................................................................................................... 31 Figura 10. Logo de MHP.................................................................................................. 39 Figura 11. Arquitectura Software de un receptor MHP ..................................................... 40 Figura 12. Control Remoto Típico de un STB .................................................................. 49 Figura 13. a.) Receptor DTV interfaz USB, b.) Receptor DTV puerto PCI ....................... 53 Figura 14. Diagrama de despliegue del laboratorio de iTV ............................................... 57 Figura 15. Diagrama de Casos de Uso .............................................................................. 62 Figura 16. Diagrama de Secuencia o Comunicación ......................................................... 66 Figura 17. Arquitectura de Referencia del navegador ....................................................... 69 Figura 18. Relación de módulos de la arquitectura base para un Navegador DVB-HTML. 69 Figura 19. Módulo Red .................................................................................................... 70 Figura 20. Módulo Rendering .......................................................................................... 72 Figura 21. Módulo de Visualización ................................................................................. 74 Figura 22. Diagrama de Paquetes ..................................................................................... 75 Figura 23. Diagrama de Clases css. .................................................................................. 77 Figura 24. Diagrama de Clases esenciales del paquete render. .......................................... 78 Figura 25. Diagrama de Clases esenciales del paquete event. ........................................... 79 vi.

(8) Figura 26. Diagrama de Clases del paquete net. ................................................................ 80 Figura 27. Diagrama de Clases del paquete grap. ............................................................. 81 Figura 28. Diagrama de paquetes dentro de la arquitectura. .............................................. 82 Figura 29. Componentes del Diagrama de Secuencia dentro de la arquitectura. ................ 83 Figura 30. Diagrama de Despliegue del Laboratorio de iTV ............................................. 86 Figura 31. Página de presentación del curso AgroEDiTV desplegada en mimundoTV....... 86 Figura 32. Página de presentación del curso desplegada en el STB ADB Q75. ................. 86 Figura 33. Página número 1 desplegada en mimundoTV insertando texto ........................ 87 Figura 34. Página número 1 desplegada en el STB ADB Q75 insertando texto. ................ 87 Figura 35. Página número 1 desplegada en el STB maat media insertando texto. .............. 87 Figura 36. Tiempos de descarga del curso en los diferentes dispositivos cliente ............... 88 Figura 37. Tiempos de despliegue del curso en los diferentes dispositivos cliente ............ 88 LISTA DE TABLAS Pág.. Tabla 1. Módulos XHTML 1.0 incluidos en DVB-HTML [27]. ....................................... 22 Tabla 2. Módulos DOM soportados por DVB-HTML [27]. .............................................. 25 Tabla 3. URLs especiales que las aplicaciones DVB-HTML pueden usar. ........................ 27 Tabla 4. Requisitos de memoria persistente para aplicaciones interactivas ........................ 43 Tabla 5. Requisitos hardware en MHP ............................................................................. 44 Tabla 6. Velocidades de datos de algunas tecnologías posibles para canal de retorno para STB ................................................................................................................................. 46 Tabla 7. Velocidades de datos de algunas tecnologías posibles para canal de retorno para móviles. ........................................................................................................................... 51 Tabla 8. Comparación de televisión en computadores, móviles y televisores [53]. ............ 55 Tabla 9. Descripción del Caso de Uso Iniciar Aplicación. ................................................ 63 Tabla 10. Descripción del Caso de Uso Interactuar con Aplicación. ................................. 64 Tabla 11. Descripción del Caso de Uso Interpretar. .......................................................... 64. vii.

(9) ACRÓNIMOS. AAC: AIT: API:. (Advanced Audio Coding) Codificación de Audio Avanzado (Application Information Table) tabla de información de aplicaciones (Application Programming Interface) interfaz de programación de aplicaciones ARIB: (Association of Radio Industries and Businesses) La Asociación de Industrial y Negocios de Radio ATSC: (Advanced Television Systems Committee) Comité de Sistemas de Televisión Avanzada ATSC: (Advanced Television Systems Committee) Comité de Sistemas de Televisión Avanzada AWT: (Abstract Window Toolkit) Kit de Herramientas de Ventana Abstracta BTA: (Broadcasting Technology Association) Asociación de Tecnología de Radiodifusión CMS: (Content Magement System) Sistema de Gestión de Contenidos CPU: (Central Processing Unit) unidad central de procesamiento CRT: (Cathode Ray Tube) Tubo de Rayos Catódicos CSS: (Cascading Style Sheets) Hojas de Estilo en Cascada DAC: (Digital-to-analog converter) Convertidor de Digital a Analógico DASE: (DTV Applications Software Environment) ambiente de software de aplicación DTV DAVIC: (Digital Audio Video Council) Concilio Digital Audiovisual DDR: (Doble Data Rate) doble tasa de transferencia de datos DIBEG: (The Digital Broadcasting Experts Group) Grupo de Expertos de radiodifusión digital DMB-T: (Digital Multimedia Broadcast – Terrestrial) Radiodifusión multimedia Digital – Terrestre DOCSIS: (Data Over Cable Service Interface Specification) Especificación de Interfaz para Servicios de Datos sobre Cable DOM: (Document Object Model) Modelo de Objetos de Documento DSM-CC: (Digital Storage Media - Command and Control) Medio de almacenamiento digital – Comando y Control DSPs: (Digital Signal Processing) Procesador Digital de Señales DTD: (Document type Definition) Definición de tipo de Documento DTV: (Digital Television) televisión digital DVB: (Digital Vídeo Broadcasting) Emision de Video Digital DVB-C: (DVB- Cable) transmisión de vídeo digital para Cable DVB-H: (DVB-HandHeld) transmisión de vídeo digital para dispositivos móviles DVB-S: (DVB-Satelital) transmisión de vídeo digital Satelital DVB-SSU: (DVB-System Software Update) DVB-Sistema de Actualización Software DVB-T: (DVB-Terrestrial) transmisión de vídeo digital Terrestre ECMA: (European Computer Manufacturers Association) Asociación Europea de Fabricantes de Computadores ECMAScript:(lenguaje ECMA-262) especificación de lenguaje de programación publicado por ECMA viii.

(10) EEPROM: EGPRS: EPG: ES: ETSI: GEM: GRPS: GSM: GUI: HAL: HAVi: HD: HDTV: HSDPA: IIC o I²C: IEEE: IPDC: IPTV: ISDB: ISDN: iTV: JVM: LMS: MHEG: MHP: MPEG: NTSC: OCAP: OFDM: OOB: OS: OTA: PAL: PES: PID: PPP: PSI:. (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory) memoria ROM programable y borrable eléctricamente (Enhanced GPRS) GPRS Mejorado (Electronic Program Guide) Guías Electrónicas de Programas (Elementary Stream) Flujo Elemental (European Telecommunications Standards Institute) Instituto Europeo de Estándares de Telecomunicaciones (Globally Executable MHP) MHP Globalmente Ejecutable (General Packet Radio Service) Servicio General de Paquetes Vía Radio (Groupe Spécial Mobile) Sistema Global para las Comunicaciones Móviles (Graphis User Interface) Interfaz Gráfica de Usuario (Hardware Abstraction Layer) capa de abstracción hardware (Home Audio/Video Interoperability) interoperabilidad de dispositivos de audio/video (High Definition) Alta Definición (High Definition Television) Televisión de Alta Definición (High-Speed Downlink Packet Access) Acceso a Paquetes Descendente De Alta Velocidad (Inter-Integrated Circuit) Circuito Inter-Integrado (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IP DataCast) Difusión de Datos por IP (Internet Protocol Televisión) Television sobre IP (Integrated Services Digital Broadcasting) Emisión Digital de Servicios Integrados (Integrated Services Digital Network) la red digital de servicios integrados (Interactive Television) Televisión interactiva (Java Virtual Machine) Máquina Virtual Java (Learning Management System) Sistema de Gestión de Aprendizaje (Multimedia and Hypermedia Experts Group) Grupo de Expertos en Multimedia e Hipermedia (Multimedia Home Platform) Plataforma de Hogar Multimedia (Moving Pictures Experts Group) grupo de expertos en imágenes en movimiento (National Television System Committee) Comisión Nacional de Sistemas de Televisión (OpenCable Applications Platform) Plataforma de aplicaciones OpenCable (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) Multiplexación por División de Frecuencias Ortogonales ( Out of Band) fuera de banda" ( Operative System) Sistema Operativo (Over The Air) descarga sobre el aire (Phase Alternating Line) línea alternada en fase (Packetised Elementary Stream) Flujo Elemental Empaquetado (Packet Identifier) Identificador único de paquete (point-to-point Protocol) Protocolo Punto a Punto (Program Specific Information) Información Específica de Programa ix.

(11) PSTN: PVR: QAM: QoS: QPSK: RAM: RGB : ROM: SD: SI: SPI: TS: UMTS: UTF: VHF: W3C: xDSL: XHTML: XML:. (Public Switched Telephone Network) red telefónica pública conmutada (Personal Video Recorder) Grabador de Video Personal (Quadrature Amplitude Modulation) modulación de amplitud en cuadratura (Quality of Service) calidad de servicio (Quadrature Phase Shift Keying) modulación por desplazamiento de fase de 4 simbolos (Random Access Memory) memoria de acceso aleatorio (Red Green Blue) sistema de señal de vídeo que utiliza la señal de rojo verde y azul por separado ( Read-Only Memory) memoria de sólo lectura (Standard Definition) Definición Estándar (Service Information) información de servicio (Serial Peripheral Interface) Interfaz Serial de Perifericos (Transport Stream) flujo de transporte (Universal Mobile Telecommunications System) Sistema Universal de Telecomunicaciones móviles (Unicode Transformation Format) Formato de transformación Unicode (Very High Frecuency) Muy Alta Frecuencia (World Wide Web Consortium) Consorcio WWW (Digital Subscriber Line) Línea de Abonado Digital (eXtensible Hypertext Markup Language) lenguaje de marcas hipertexto ampliable (Extensible Markup Language) lenguaje de marcas ampliable. x.

(12) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES INTRODUCCIÓN José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. INTRODUCCIÓN En la sociedad moderna, la televisión está inmersa como uno de los elementos de mayor importancia. A pesar de la existencia de diversas formas de entretenimiento su crecimiento continúa y la mayoría de personas utilizan gran parte de su tiempo libre disfrutando este medio de comunicación. Como consecuencia del avance de las muy diversas tecnologías de las telecomunicaciones es posible observar que la televisión no ha podido escapar de esta influencia. Su modelo de negocio tradicional está cambiando de forma radical debido, precisamente, a la gran influencia de las nuevas tecnologías y a su convergencia. Existen otros elementos de gran influencia en este caso como son la globalización de la economía y rompimiento de los diversos tipos de fronteras. En la actualidad es posible observar contenidos producidos y editados en muy diversas partes de nuestro mundo. Uno de los avances deseados para la televisión es lograr su interactividad. Ello permitiría el desarrollo de novedosos servicios de diversa índole. A pesar de poder verse de una forma minimalista esto puede tener consecuencias bastante diversas debido a que el despliegue de su red es una de las tareas más arduas y difíciles de lograr. Uno de los enfoques para el logro de la modernización de la televisión es el uso de las consolas (STB, set-top box) que se adquieren o alquilan cuando se contrata con proveedores privados. Utilizando este enfoque está concentrado el presente trabajo de grado utilizando algunos estándares propuestos por la organización Digital Video Broadcast. La definición de una arquitectura abierta para diversos tipos de terminales permite que el avance no se detenga solo en esta área. Se abre la puerta a continuar trabajando en diversidad de tópicos de actualidad relacionados, entre ellos la televisión móvil, por mencionar solo un caso. El presente trabajo de grado define una arquitectura base software para la creación de navegadores que permita desplegar aplicaciones de televisión interactiva en dispositivos de recepción como STB, PC y dispositivos móviles. El trabajo de grado está enmarcado dentro del proyecto EDiTV “EDUCACION VIRTUAL BASADA EN TELEVISION INTERACTIVA PARA APOYAR PROCESOS EDUCATIVOS A DISTANCIA”. El capítulo I presenta las generalidades y fundamentos acerca de la Televisión Digital Interactiva, su origen, la definición, los estándares, los servicios que puede prestar y la infraestructura que necesita. El capítulo II presenta las características de la especificación MHP y el perfil de interactividad para aplicaciones DVB-HTML para diferentes terminales. El capítulo III describe los terminales teniendo en cuenta las características relevantes para el soporte de aplicaciones DVB-HTML. El capítulo IV expone y explica la arquitectura general propuesta para soportar contenidos DVB-HTML, además de esto, define en forma detallada, cada uno de los módulos que componen esta arquitectura. 1.

(13) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES INTRODUCCIÓN José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. El capítulo V presenta todo lo relacionado con la implementación del servicio desarrollado para verificar la arquitectura propuesta, termina con los resultados obtenidos. El documento finaliza, con las conclusiones obtenidas por el desarrollo y culminación del proyecto, además plantea los trabajos futuros que surgen teniendo como base este proyecto de grado. Como complemento al presente documento existen algunos anexos que sirvieron de soporte para la elaboración del proyecto.. 2.

(14) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. CAPITULO 1. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA Este capítulo presenta la base teórica necesaria para el entendimiento de los temas presentados en la monografía. Contiene conceptos básicos, definiciones, explicaciones y analogías con otras tecnologías para una mejor comprensión.. 1.1 TELEVISIÓN DIGITAL La llegada de la televisión digital (DTV - Digital Television) supone grandes cambios, como los generados años atrás con el paso de la televisión en blanco y negro a la de color (equipos de transmisión, equipos de recepción, presentación de los contenidos, entre otros). No sólo consiste en obtener imágenes de mayor calidad, sino que supone la apertura a una nueva concepción de la televisión, muy distinta a la que se maneja hoy en día [1]. Los primeros indicios de la televisión digital son encontrados en la segunda mitad de los años sesenta, algunos científicos japoneses y europeos concentraron sus estudios en la posibilidad de mejorar la calidad de la imagen televisiva a través de su traducción al lenguaje digital. Estableció las bases para el futuro desarrollo de la Televisión de Alta Definición (HDTV - High Definition Television). Hasta la primera mitad de los años ochenta todos los experimentos relacionados con el nacimiento de la DTV concentraron su esfuerzo en mejorar la calidad de la imagen, sin preocuparse de la excesiva velocidad de transmisión necesaria para su difusión. En la segunda mitad de los años ochentas y los años noventas la atención fue centrada tanto en los métodos para la compresión de la señal, como en los protocolos estándar para su transmisión y recepción [1]. La transmisión de señales de televisión implica una forma de onda portadora analógica que es modulada por la información de vídeo y audio. La información de vídeo y audio puede ser analógica (televisión analógica) o digital conocida como la televisión digital [2]. La televisión digital utiliza técnicas de codificación para el transporte de video, audio y datos para los receptores de los usuarios [3], [4]. En el lado receptor, la información de vídeo y el audio digitalizados se convierten de nuevo a sus formatos analógicos para ser vistos y escuchados por el usuario [2].. 1.2 VENTAJAS DE LA TELEVISIÓN DIGITAL DTV posee ventajas de calidad cuando es comparado con los sistemas analógicos, como son [2], [5]:  Baja potencia de transmisión.  Reducción de la interferencia de canal adyacente y eliminación de la señal fantasma.  Inclusión de datos adicionales en el flujo de transporte y suministro de mecanismos de canal de retorno.. 3.

(15) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo.  Mejora en la calidad de la señal, aumento de los canales, mejor calidad de la imagen, sonido de alta calidad, aplicaciones y servicios adicionales [6]  Aumento de las bandas de frecuencia: Permite la resolución del problema de saturación de las bandas de frecuencia terrestre. La DTV permite multiplicar el número de canales que se pueden transmitir a través de las mismas frecuencias usadas hoy por la TV analógica [1].  La digitalización permite ofrecer una gama amplia de posibilidades que van desde la difusión de la televisión de alta resolución a la interactividad.. 1.3 ARQUITECTURA DE TELEVISION INTERACTIVA La Televisión interactiva (iTV - Interactive Television) está basada en la arquitectura mostrada en la figura 1, conforme a los protocolos Digital Video Broadcasting - Multimedia Home Platform (DVB-MHP).. Figura 1. Arquitectura de la TV Digital Interactiva. 1.3.1 Contenidos Este bloque hace referencia a los servidores de video y audio, para el almacenamiento de aplicaciones con su de contenido audiovisual. Sus características de procesamiento y memoria pueden ser medias, pero su capacidad de almacenamiento debe ser alta. En este bloque también se encuentran servidores web, servidores de correo y bases de datos para servicios avanzados de interactividad. Está comunicado con las herramientas de producción y autoría de contenidos [7]. 1.3.2 Herramientas de producción y autoría de aplicaciones La creación y emisión de una aplicación puede dividirse en desarrollo de aplicaciones, señalización y creación de datos de emisión. Los sistemas desarrollados para realizar estos pasos pueden estar conectados a un sistema de gestión de contenido que maneja el contenido de las aplicaciones. Las herramientas de producción facilitan a los desarrolladores la creación y desarrollo de aplicaciones de iTV. Algunas herramientas permiten analizar y probar, con facilidad las aplicaciones antes de ser enviadas a emisión [7]. 4.

(16) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. 1.3.3 Proveedor de Contenido Audiovisual Este bloque controla el contenido o programación que se transmite al televidente. Muchos proveedores de contenidos pueden compartir la misma red de difusión y su operación puede ser controlada en forma remota desde el emisor [7]. El proveedor de contenidos debe ser capaz de controlar el momento de la emisión de contenidos. Por lo tanto, el sistema de gestión de contenidos del emisor debe crear registros de tiempo de ejecución para garantizar su corrección. En cierta medida el proveedor de contenidos también debe tener control sobre la forma de emisión, por ejemplo, para optimizar el orden de los trozos de contenido de la radiodifusión, para reducir al mínimo los tiempos de inicio de aplicaciones interactivas. Además, un proveedor de contenidos puede ser accedido por diferentes gestores de contenido y herramientas de creación de contenidos [7], [8]. 1.3.4 Gestión de contenidos y datos En la arquitectura del emisor, una central de datos maneja todo el audio, vídeo y datos de los contenidos son enviados al multiplexor. La gestión de contenidos y datos también se ocupa de la sincronización con el canal de retorno, esta información puede ser proporcionada al proveedor de contenidos. También ellos pueden establecer una conexión directa de un canal de retorno al proveedor de contenidos [9]. 1.3.5 Equipos de Red Los equipos de red pueden ser parte de un operador, entre ellos encontramos los multiplexores y adaptadores de red necesarios para el tipo particular de red usado (terrestre, cable o satelital). El flujo de salida del multiplexor, un flujo de transporte (TS – Transport Stream), viene modulado en una de las tipologías posibles definidas por el DVB: terrestre (DVB-Terrestrial), satelital (DVB-Satellite), cable (DVB-Cable) o móvil (DVB-Handheld) [1]. Desde las perspectivas de alto nivel este componente podría ser irrelevante cuando se implementa aplicaciones MHP (Multimedia Home Platform – Plataforma de Hogar Multimedia) [8]. 1.3.6 Terminal de Usuario Después de la modulación, la señal viene transmitida y posteriormente recibida por los terminales de usuario que pueden ser el STB, un computador o un receptor móvil. En dicho terminal se ejecutarán las aplicaciones descargadas, las cuales permiten la interacción con el usuario a través del canal de retorno, por medio de su conexión a un servidor web; de esta manera es establecido un canal de comunicación bidireccional [1]. El terminal de usuario DVB-MHP sobre el lado del cliente tiene dos funciones principales [10]:  Recibir tanto las señales de video digital (DVB), como las aplicaciones emitidas con sus datos correspondientes, decodificando el video, audio, datos y de acuerdo a los comandos cargados ejecuta las aplicaciones. 5.

(17) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo.  Enviar y recibir datos a través del canal de retorno IP, el cual facilita al usuario la interacción con las aplicaciones emitidas. Por ejemplo, en el caso de una aplicación de votación, enviar datos desde el STB para el uso posterior del proveedor de la aplicación y dar una información de vuelta a los usuarios. El usuario también puede pedir información adicional a través del canal de retorno sobre un servidor web del proveedor [8]. 1.3.7 Canal de retorno Es una conexión bidireccional entre el usuario y el proveedor de servicios que proporciona la interactividad, es utilizada para hacer peticiones o responder al proveedor de servicios, también para proporcionar información hacia el usuario y cualquier otra comunicación necesaria para la prestación de servicios interactivos. Para los servicios básicos y de interactividad local es necesario un canal de comunicaciones entre el decodificador y el usuario, además, no es posible dar o solicitar información hacia el operador. Los servicios avanzados están basados en interactividad total utilizando el canal de retorno [11], [7]. Existen diferentes tipos de tecnologías para el canal de retorno, ello influye en el costo de los STB. El canal de retorno proporciona la conectividad IP para el receptor MHP. Para utilizar el canal de retorno tanto el perfil de la radiodifusión interactiva como el acceso a Internet deben habilitarse en el receptor. La calidad (velocidad) depende del tipo ofrecido por el receptor y potencialmente también del tipo de suscripción de acceso a Internet que el usuario tenga (por ejemplo, xDSL (Digital Subscriber Line – Línea de Abonado Digital) o Cable pueden ofrecer un ancho de banda de hasta 40 Mbps) [14]. Una infraestructura de canal de retorno necesita soporte en la cabecera, esto tiene consecuencias en su diseño, la infraestructura de los sistemas de facturación y los tipos de servicios que pueden ser ofrecidos. Por lo tanto, los receptores que se venden a través de canales minoristas deben estar equipados con un canal de retorno que sea compatible con la infraestructura utilizada por el operador de red o proveedor de contenidos. Si esto no ocurre, los clientes pueden no ser capaces de utilizar la funcionalidad de canal de retorno por el cual pagaron al operador de red o al proveedor de contenidos [6]. El capítulo 3 brinda información más extendida del canal de retorno, dependiendo del terminal, sea este un STB, un móvil o un computador. 1.3.8 Controlador del canal de retorno Es un servidor para aplicaciones específicas o dependiente de ellas. Algunas aplicaciones necesitan acceder a información guardada en un repositorio central, entonces el terminal del usuario se comunica con el controlador del canal de retorno y este puede responder usando el mismo canal de retorno o a través del flujo broadcast1. El controlador del canal de retorno puede acceder a otros sistemas para llevar a cabo las peticiones hechas por el usuario [9], [12]. La gran ventaja de la televisión interactiva es que todos los servicios son ejecutados en un entorno controlado (a diferencia de Internet). A través de la emisión de DVB-T/S/C 1. Broadcast: Emisión, radiodifusión. 6.

(18) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. grandes audiencias pueden abordarse sin necesidad de la ampliación de la capacidad del servidor o conexión de red [14]. Generalmente se denomina cabecera, emisor o broadcaster al conjunto de elementos que desde el punto de vista del usuario receptor le entrega la señal, en este caso, el proveedor de contenidos audiovisuales, la red de transmisión o difusión, el productor de aplicaciones interactivas, y todo el soporte del canal interactivo.. 1.4 TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA La iTV puede verse como la próxima evolución, es la fusión de Internet y la DTV. Enriquece la TV tradicional en dos dimensiones: el uso de señales digitales y la posibilidad de interactividad. La televisión interactiva es una colección de servicios que permiten acciones o elecciones, relacionadas a uno o más flujos programados de video, iniciadas por los subscritores del servicio. Aunque es posible lograr la iTV usando señales analógicas, existe una infraestructura para servicios de DTV para suministrar un nuevo nivel de experiencia al televidente [13]. 1.4.1 Interactividad Han existido muchos debates en relación a lo que se entiende por interactividad y la definición de interactivo, a menudo varía dependiendo a quién se pregunte y de la industria a la cual este asociado. Hasta hace poco, las frases "interactividad en marcha" y "servicios interactivos" eran, generalmente, asociados a las aplicaciones de Internet, según el cual, los consumidores solicitan datos y lanzan aplicaciones con un clic del ratón o la presión de una tecla [13]. Actualmente iTV significa el uso del control remoto para solicitar información más allá de lo que es transmitido, cuando la aplicación es asociada o independiente de la emisión de canales. La interactividad puede ir desde acceso a la Web, juegos incorporados y aplicaciones almacenadas en el receptor a través de los servicios de información que están directamente asociados a un programa de televisión [6]. La interactividad de la televisión es ortogonal a la implementación del formato de Alta Definición (HD - High Definition), es decir, la Televisión puede ser interactiva con la Definición Estándar (SD - Standard Definition) y puede no ser interactiva aún con HD. Los programas de iTV son aquellos en los cuales el televidente puede interactuar. Ella toma múltiples formas utilizando dispositivos de entrada y ocurre en un disco local o a través de un canal de retorno que es similar a una conexión de Internet [6]. La DTV ofrece una gran variedad de servicios a los televidentes y mejora las condiciones de espectador [14]. Debido a las diversas formas de interactividad, es posible encontrar diferentes tipos de aplicaciones. El anexo A explica, los conceptos generales de algunas de ellas. 1.4.2 Niveles de Interactividad Cuando se habla de interactividad en iTV puede dividirse dos niveles básicos de difusión conocidos como local y global. 7.

(19) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. En el primero los servicios interactivos no necesitan del uso del canal de retorno, el espectador interactúa con información que esta almacenada en el STB, ella es renovada con cierta periodicidad [14]. Con el usuario puede acceder a contenidos interactivos pero no puede enviar datos a la cabecera; por ejemplo, las guías electrónicas de programas (EPG - Electronic Program Guide), teletexto digital y servicios de información. En el segundo el espectador interactúa con un proveedor de servicios exterior, debe conectarse utilizando un canal de retorno. Sirve de puente de comunicación entre el STB y la cabecera. La interactividad con canal de retorno permite ver contenidos adicionales a la programación y navegar por ellos; además, permite enviar respuestas por parte de los usuarios, comunicarse con otros usuarios, participar en concursos, votar, ver el correo electrónico, navegar por la web y jugar en línea [6].. 1.5 ESTÁNDARES DE TELEVISIÓN DIGITAL Respecto a la transmisión de la DTV hay tres estándares principales, que son: Comité de Sistemas de Televisión Avanzada (ATSC, Advanced Television Systems Committee) en América del Norte, Emisión Digital de Servicios Integrados (ISDB - Integrated Services Digital Broadcasting) en Japón y DVB en Europa. Además, China tiene su propio estándar conocido como DMB-T (Digital Multimedia Broadcast – Terrestrial, Radiodifusión multimedia Digital – Terrestre), es utilizado para televisión terrestre. 1.5.1 DVB El consorcio DVB con el propósito de establecer un estándar común, ha definido DVB-S [15] para el sistema satelital, DVB-T [16] para el sistema terrestre y DVB-C [17] para la transmisión por cable. Este estándar está empezando a adaptarse a nuevas plataformas como son DVB-H (DVB-Handheld – DVB-Portátil) [18] e IPTV (Internet Protocol Televisión - Televisión sobre el protocolo IP) [19]. DVB-H extiende DVB-T a terminales portátiles. Además, el consorcio DVB ha definido un sistema mediador 2 abierto que especifica la transmisión, recepción y ejecución de aplicaciones interactivas, es conocido como DVBMHP [19]. Sus principales guías son: dirigido al mercado, interoperabilidad y abierto, es decir el estándar es concertado, publicado y reconocido por organismos de estandarización [5]. 1.5.2 ATSC Es una organización internacional, sin ánimo de lucro, encargada del desarrollo de normas voluntarias para los sistemas avanzados de televisión. En concreto, está trabajando para coordinar las normas de televisión entre los diferentes medios de comunicación centrados en la televisión digital, sistemas interactivos, multimedia y comunicaciones de banda ancha. Las normas ATSC se centran en la capa de transporte, es decir, la emisión de audio, video, y recientemente, los datos. También dedica esfuerzo al desarrollo de la televisión digital y las estrategias de presentación de seminarios educativos sobre ATSC [13].. 2. Mediador es utilizado como traducción del término inglés middleware.. 8.

(20) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. 1.5.3 ISDB La Asociación de Industrial y Negocios de Radio (ARIB – Association of Radio Industries and Businesses) en Japón fue establecida por el Ministerio de Administración Pública, Asuntos Internos y Telecomunicaciones como una empresa de servicio público. Sus actividades incluyen las realizadas anteriormente por el Centro de Investigación y Desarrollo de Sistemas de Radio (RCR) y la Asociación de Tecnología de Radiodifusión (BTA) en el Japón [13]. La organización ARIB alberga el estándar ISDB, el núcleo de estándares de ISDB son ISDB-S (televisión satelital), ISDB-T (Televisión terrestre), ISDBC (Television por cable) y la banda de 2.6 GHz de difusión para telefonía móvil [13]. Al igual que ATSC y DVB, ISDB seleccionó, también, MPEG-2 (Moving Pictures Experts Group - Grupo de Expertos en Imágenes en Movimiento) como sistema de compresión de audio y video [13], aunque los formatos de presentación no son los mismos entre los diversos estándares [5].. 1.6 SISTEMAS MEDIADORES Con el crecimiento de la iTV, los organismos de normalización de todo el decidieron crear estándares abiertos para el mediador (middleware), necesario funcionamiento de estos servicios. Debido a que estos fueron desarrollados mismos órganos que producen las demás normas de DTV son diseñados para con su propio servicio de información y datos de las normas de difusión [6].. mundo para el por los trabajar. Aunque existen una gran variedad de sistemas mediadores, algunos como MediaHighway, OpenTV y muchos otros, no reúnen los requisitos de un mercado horizontal por ser privativos. Los sistemas abiertos varían de acuerdo a su región, MHP en Europa, DTV Applications Software Environment (DASE) en Norte América, Open Cable Applications Platform (OCAP) en Norte América para sistemas de cable, ACAP en Norte América para la armonización de OCAP y ARIB, en Japón definido por ISDB [5]. 1.6.1 MediaHighway Es un middleware desplegado en los dispositivos del proveedor de soluciones de iTV y DTV, como Canal+ Technologies y su sistema de acceso condicional MEDIAGUARD. Fue diseñado con la habilidad de ser rápido e incorporar casi invisiblemente requisitos específicos y estándares como DVB, OPEN CABLE o ATSC y ser capaz de leer aplicaciones en lenguajes como MHEG-5 (Multimedia and Hypermedia Experts Group – Grupo de Expertos en Multimedia e Hipermedia ) Java o HTML [13]. 1.6.2 OpenTV Es una compañía de iTV, sus principales negocios involucran la venta de sistemas operativos para STB y software, su producto bandera es un middleware que transformó la empresa en un proveedor de soluciones para iTV por cable, satélite, terrestre o de los organismos de radiodifusión y proveedores de contenidos. Su producto es una de las soluciones iTV mas desplegadas en Europa [13]. El sistema está diseñado con componentes modulares, escalables y extensibles. Las empresas y los sistemas de apoyo operativos pueden integrarse para proporcionar apoyo a los sistemas de gestión de suscriptor, gestión de tráfico, programación, base de datos y la planificación de recursos 9.

(21) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. empresariales (ERP) de software [13]. Las aplicaciones están escritas en lenguaje de programación C, la tecnología software del middleware provee una capa de abstracción hardware (HAL - Hardware Abstraction Layer) para habilitar la posibilidad de la independencia del HW de los equipos receptores. 1.6.3 DASE ATSC, el organismo de estándares de los Estados Unidos, desarrolló el middleware DASE basado en su sistema de normas de DTV. Esto ha sido utilizado como base para la próxima generación de estándar ACAP. Canadá y Corea también han adoptado las normas ATSC, incluida ACAP, para sus servicios de transmisión terrestre [6]. Los sistemas de cable en los Estados Unidos son en gran medida normalizados a través de CableLabs, modificó las normas ATSC para el servicio de información, a fin de que sean adecuadas para dicho medio. A la vez, CableLabs desarrolló el estándar del middleware OCAP, tiene una serie de características específicas para las redes de cable de los EE.UU [6]. El DASE de ATSC en América del Norte define una capa mediadora permite que el contenido de los programas y las aplicaciones sean ejecutadas en un receptor. Las aplicaciones interactivas y mejoradas necesitan acceder a características de receptores comunes en una forma independiente de la plataforma. Este ambiente proporciona productores de contenidos mejorados e interactivos con las especificaciones necesarias para garantizar que sus aplicaciones se ejecuten de manera uniforme sobre todas las marcas y modelos de receptores que sean compatibles con el estándar. Por lo tanto, los fabricantes están en condiciones de elegir plataformas de hardware y sistemas operativos para los receptores, pero proporcionan los elementos comúnmente necesarios para soportar las aplicaciones hechas por muchos productores de contenido [13]. 1.6.4 ARIB ISDB es un estándar de servicios de radiodifusión multimedia desarrollada en el Japón por el consorcio DiBEG (Digital Broadcasting Experts Group - Grupo de Expertos de radiodifusión digital) [20]. ISDB trata el estándar de un middleware ARIB que define las normas para la aplicación de un modelo de referencia para la radiodifusión de servicio de datos, que se transportan como parte del servicio de radiodifusión digital, definido por el estándar japonés de la radiodifusión digital [20]. Los receptores deben tener las funciones de recepción, visualización, la comunicación con el departamento de datos (interactividad), además de las funciones básicas de un receptor de televisión. La norma define también las características del sistema de servicios (contenido, la accesibilidad, las extensiones), la interoperabilidad (interactividad) y la capacidad de control de los errores de presentación en la pantalla [20]. 1.6.5 MHP A través de DVB, Europa creó las especificaciones para todos los tipos de redes de DTV (DVB-T, DVB-C y DVB-S). Las características comunes de estos sistemas condujeron al desarrollo de un middleware estándar (MHP) para los tres tipos de redes [6]. Varios organismos han estado involucrados en el desarrollo de un mediador, pero sólo dos organizaciones han conducido el proceso; ellas son DVB en Europa y CableLabs en 10.

(22) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. Estados Unidos [6]. CableLabs elaboró OCAP que tiene el núcleo3 de MHP y provee una especificación para una capa mediadora común para el sistema de cable en los Estados Unidos [6]. MHP es un capa mediadora y una interfaz de programación de aplicaciones (API Application Programming Interface), permite acceder a servicios y aplicaciones interactivas independiente de la plataforma hardware sobre las que se ejecuten [24]. Es un sistema diseñado por el proyecto DVB y estandarizado por el Instituto Europeo de Estándares de Telecomunicaciones (ETSI - European Telecommunications Standards Institute) [6]. Define una plataforma común para las aplicaciones interactivas de la televisión digital, independiente tanto del proveedor de servicios interactivos como del receptor de televisión utilizado. De este modo, favorece la creación de un mercado horizontal donde aplicaciones, red de transmisión y terminales MHP pueden ser suministrados por proveedores o fabricantes independientes [6]. El modelo MHP considera tres capas (ver figura 2) [21].. Figura 2. Arquitectura de la Plataforma MHP [21]. Recursos (Resources): típicamente las fuentes de MHP son procesamiento MPEG, dispositivos entrada/salida, CPU, memoria y sistema gráfico. Software del Sistema (System Software): usa las fuentes permitidas para suministrar una visión abstracta de la plataforma a las aplicaciones. Aplicaciones (Applications): incluye un controlador de aplicaciones (también conocido como navegador o navigator) para dirigir MHP y las aplicaciones que están ejecutándose. La interfaz ofrecida por la especificación MHP reside, desde la perspectiva de la aplicación, entre ellas y el software de sistema. MHP es, por ello, una especificación centrada en el software de sistema y en la interfaz ofrecida a las aplicaciones. 3. Núcleo es utilizado como traducción del término inglés core.. 11.

(23) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. La interfaz está compuesta por un contexto de ejecución y una serie de APIs, posibilita el desarrollo de aplicaciones portables, pueden realizar su ciclo de vida, recibir y presentar información independientemente de la plataforma hardware sobre la que se ejecutan, con el único requisito de que ésta ofrezca la interfaz MHP. La especificación MHP define una arquitectura y tres perfiles por separado para receptores MHP (ver figura 3). Estos permiten a los fabricantes de receptores y a los desarrolladores de aplicaciones construir diferentes productos con capacidades y costos diferentes. Un perfil hace referencia a un área de aplicación y, como consecuencia, a las prestaciones de STB. Existen tres perfiles pero solo hay dos especificaciones MHP; la razón es que las funcionalidades de MHP para los dos primeros perfiles son muy similares, por tanto se incorporan en un solo documento [22]. Usando estos perfiles es posible desarrollar productos dirigidos a segmentos especiales de mercado o para operadores específicos de red.. Figura 3. Relación entre Perfiles de DVB-MHP [23]. Perfil de Difusión Mejorado (Enhanced Broadcast Profile). Definido en el estándar ETSI ES 101 812 (especificación MHP 1.0). Apunta a receptores de bajo costo, esta diseñado para proveer funcionalidad a sistemas mediadores existentes y las aplicaciones ejecutadas sobre él. Además, requiere un STB con o sin capacidades de canal de retorno limitado, representa lo más bajo en términos de desempeño del equipo terminal [22]. Perfil de Difusión Interactivo (Interactive Broadcast Profile). Definido en el estándar ETSI ES 102 812 (especificación MHP 1.1). La diferencia con el anterior, radica en el hecho de incluir soporte estandarizado para el canal de retorno, incluyendo APIs para el control del canal de retorno. El soporte para descarga de aplicaciones a través de una conexión IP y http 1.1 es sólo opcional [22]. Perfil de Acceso a Internet (Internet Access Profile). Definido en el estándar ETSI TS 102 812 (especificación MHP 1.1). Deja un margen bastante ancho para aplicaciones de Internet tales como el coreo electrónico, búsquedas Web y otras actividades relacionadas. Incluye soporte adicional para aplicaciones DVB-HTML [22]. 12.

(24) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. MHP ofrece una interfaz genérica a las aplicaciones transportadas en el canal de difusión, les proporciona un modelo abstracto para el acceso a flujos de información, eventos, archivos, registros de datos y recursos hardware [23]. Define dos lenguajes para la implementación de aplicaciones interactivas: DVB-J basado en Java y DVB-HTML [5]. La plataforma MHP está basada en Java, constituye una interfaz abierta donde se pueden implantar varias aplicaciones dependiendo del mercado y de las necesidades de los usuarios [24]. Los receptores de televisión digital ejecutan aplicaciones DVB-J y contenido basado en XML (Extensible Markup Language – Lenguaje de Marcas Ampliable), DVBHTML [27]. DVB-J está basada en la especificación PersonalJava. Consiste en una maquina virtual Java (JVM - Java Virtual Machine) y un conjunto de APIs actualizadas y modificadas para requisitos específicos de la televisión digital. Entre las APIs incluidas en DVB-J son: Java de Sun, Home Audio / Video Interoperability (HAVi) nivel 2, Digital Audio Video Council (DAVIC) y DVB [5].. 1.7 CARACTERÍSTICAS DE LA RADIODIFUSIÓN DE VÍDEO DIGITAL MPEG es un grupo de estándares utilizados para la codificación de televisión digital [18]. Más concretamente, el objetivo original de la norma MPEG-2 fue la resolución de vídeo de televisión y hasta cinco canales de audio de muy buena calidad, de unos 4 a 15 Mbps, para aplicaciones como la radiodifusión digital de televisión [24]. Una señal de la televisión digital se transmite como un flujo de datos MPEG-2 conocido como un flujo de transporte TS. Cada flujo de transporte tiene una tasa de datos de hasta 40 Mbps para una red de cable o satélite, suficiente para siete u ocho canales de televisión, o aproximadamente 25 Mbps para una red terrestre. DVB al igual que ATSC usa el estándar MPEG-2, por tanto es necesario familiarizarse con los términos y definiciones utilizados frecuentemente en él. A continuación una descripción de la anatomía del estándar MPEG y DVB [13], [25], [26]: . Flujo Elemental (ES - Elementary Stream). Es un flujo de video, audio o datos binarios codificados en MPEG-2, cada ES viaja con un único Identificador de paquete (PID - Packet Identifier). . Flujo Elemental Empaquetado (PES - Packetised Elementary Stream). Es la división de un ES de audio, video o datos.  Flujo de Transporte (TS - Transport Stream) Un TS (Transport Stream,) es el multiplex de varios PES, tiene una longitud fija de 188 bytes de los cuales 4 bytes son de cabecera. Cada uno debe tener datos de solo un paquete PES (ver figura 4). . Evento (Event). Es un programa de televisión. Contiene varios ES, pueden ser de diferentes tipos: audio, video y datos. 13.

(25) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. Figura 4. Generación del un TS en el sistema MPEG-2. . Servicio (Service). Es un canal de TV (ver figura 5), ofrece varios eventos, uno detrás de otro, el número de ES puede variar en el tiempo, así como sus características. MPEG-2 llama programa (program) a lo que DVB llama servicio (service). Un servicio agrupa lógicamente un conjunto de ES (video, audio, datos y aplicaciones).. Figura 5. Descripción de un servicio incluyendo video, audio datos y aplicaciones en el sistema DVB. El anexo B describe otros términos relacionados al sistema. Tratará acerca de multiplex, bouquet, Red (Network), Información Específica de Programa (PSI - Program Specific Information), información de servicio (SI - Service Information), tabla de información de aplicaciones (AIT - Application Information Table), Digital Storage Media - Command and Control (DSM-CC) y eventos de flujo.. 14.

(26) ARQUITECTURA BÁSICA DE UN NAVEGADOR DVB-HTML PARA MÚLTIPLES TERMINALES C APÍTULO I. GENERALIDADES DE LA TELEVISION DIGITAL INTERACTIVA José Wilmer Castillo Obando – Flavio Andrés Martínez Erazo. 1.8 DVB-J Una aplicación DVB-J (también conocida como Xlet) es un programa escrito en Java que cumple dos requisitos principales [5]: 1.. Hace uso únicamente de las librerías y APIs de clases Java definidas expresamente en la norma MHP. 2. Genera y atiende a una serie de señales que implementan un ciclo de ejecución perfectamente especificado en la norma MHP, permite que una aplicación sea controlada por el gestor de aplicaciones de la máquina MHP; este último es la entidad encargada de iniciar y detener las distintas aplicaciones, además, de monitorizar su ejecución. El DVB ha aprovechado varios trabajos anteriores para incluirlos en la especificación y formar el API MHP. Se pueden definir cuatro bloques de APIs principales [5]: . Sun Java API: incluye los siguientes paquetes: o Parte del núcleo fundamental definido en la plataforma Java JDK 1.1.8. o Java Media Framework (JMF) APIs. MHP utiliza JMF para presentar y controlar el audio y el vídeo. o Java Secure Sockets Extensión (JSSE) APIs. Conjunto de paquetes que aseguran comunicaciones seguras a través de Internet. o Subconjunto de la API JavaTV. JavaTV es un conjunto de paquetes genéricos que proporcionan un control sobre funcionalidades exclusivas del entorno de la iTV, y que pueden ser definidas de manera independiente de un protocolo de transporte específico.. . Home Audio / Video interoperabilidad (HAVi) Nivel 2 UI: define las características más apropiadas que deben tener los elementos empleados para desarrollar la interfaz gráfica de las aplicaciones en un contexto como el de la televisión. Los paquetes HAVi incluidos en la especificación MHP sustituyen las funcionalidades del java.awt que han sido omitidas en MHP.. . Digital Audio Video Council (DAVIC): define los temas relacionados con el flujo MPEG. Trata tópicos relacionados con funciones de bajo nivel del STB: sintonización del flujo de transporte, acceso condicional, filtrado de secciones privadas de MPEG-2, uso de recursos escasos, etc.. . APIs específicas definidas por DVB: En ellas se definen todos los aspectos necesarios para gestionar las nuevas funcionalidades de los receptores y que no han sido cubiertos todavía por las APIs anteriormente mencionadas.. 1.9 DVB-HTML DVB-HTML es un subconjunto del eXtensible Hypertext Markup Language (XHTML), es usado para el desarrollo de aplicaciones MHP. Muchas compañías y desarrolladores de contenidos están interesados en usar lenguajes declarativos del estilo de HTML para desarrollar aplicaciones para MHP, en lugar de un lenguaje de programación como Java. Algunas aplicaciones son más sencillas de escribir en HTML que en Java, por ejemplo los 15.